BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------------
BÙI HUY TÙNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CẤU TRÚC VẢI
DỆT KIM ĐẾN ĐỘ RỦ CỦA NÓ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT - MAY
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN MINH TUẤN
HÀ NỘI – 2012
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................3
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................4
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................5
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ .....................................................6
PHẦN MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN......................................................................................3
1.1. Giới thiệu sơ lược về vải và sản phẩm dệt kim...........................................3
1.1.1. Vải dệt kim.................................................................................................3
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................40
2.1.1.1. Vải Single ...........................................................................................40
2.1.1.2. Vải Rib 1x1 ........................................................................................41
2.1.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................41
2.2. Các phương pháp nghiên cứu...........................................................................42
2.2.1. Phương pháp xác định độ rủ vải dệt kim .................................................42
2.2.2. Phương pháp xác định mô đun vòng sợi..............................................51
2.2.3. Phương pháp xác định chiều dài vòng sợi ...........................................51
2.2.4. Phương pháp xác định khối lượng g/m2 vải ........................................52
2.2.5. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm......................................................52
2.2.6. Phương pháp hồi quy toán học .................................................................56
Kết luận Chương 2......................................................................................................62
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ..................................63
3.1. Kết quả nghiên cứu ...........................................................................................63
3.2. Bàn luận .............................................................................................................64
Kết luận Chương 3.....................................................................................................67
KẾT LUẬN CHUNG ...............................................................................................68
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ...................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................71
Bùi Huy Tùng
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
LỜI CẢM ƠN
Hà Nội, ngày 29 tháng 03 năm 2012
Người thực hiện
Bùi Huy Tùng
Bùi Huy Tùng
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Các thông số đặc trưng cơ học của vải
Bảng 1.2: Thông số các mẫu vải Interlock 1x1 trong nghiên cứu của Kentaro Kawasaki
và Takayukiono
Bảng 1.3: Giá trị mô đun vòng sợi thích hợp cho một số loại vải dệt kim đan ngang
Bảng 1.4: Hệ số tương quan mật độ ở trạng thái cân bằng của một số kiểu dệt đan
ngang
Bảng 2.1: Thông số của nhóm vải S
Bảng 2.2: Thông số của nhóm vải R
Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm xác định hệ số độ rủ nhóm vải dệt kim.
Bảng 3.2: Hệ số độ rủ nhóm vải
Bùi Huy Tùng
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Hình 1.23: Đường cong ứng suất - độ giãn của vải Interlock 1x1
Hình 2.1: Kích thước mẫu thí nghiệm
Hình 3.1: Hệ số độ rủ của vải theo mặt phải
Hình 3-1:Hệ số độ rủ của vải theo mặt trái
Bùi Huy Tùng
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
PHẦN MỞ ĐẦU
Ngày nay, nhu cầu về sản phẩm dệt kim ngày càng lớn. Tính tới năm 2008, mỗi
năm, trên 19 tỷ tấn sản phẩm dệt kim được sản xuất, chiếm khoảng một phần ba tổng
sản phẩm may mặc trên toàn thế giới. Chủng loại sản phẩm dệt kim khá đa dạng, gồm:
quần áo mặc ngoài, quần áo mặc lót, quần áo thể thao, khăn, mũ, găng tay, tất, v.v..
Vải và sản phẩm dệt kim thể hiện nhiều ưu điểm so với các loại vật liệu dệt
khác. Trong đó, nổi bật hơn cả là tính co giãn, đàn hồi, xốp, mềm và thoáng khí đặc
biệt là độ rủ liên quan trực tiếp tới hình dáng cho sản phẩm. Ở Việt Nam, các sản phẩm
dệt kim đóng góp tỷ trọng đáng kể trong tổng sản lượng hàng dệt may cả nước, đáp
ứng nhu cầu nội địa cũng như nhu cầu xuất khẩu ngày càng cao. Sản phẩm dệt kim
trong lĩnh vực may mặc chủ yếu là các mặt hàng cắt may từ vải dệt kim đan ngang,
việc làm chủ công nghệ sản xuất mặt hàng nhằm tạo ra sản phẩm chất lượng cao và ít
bị biến dạng, đặc biệt là công nghệ dệt còn gặp nhiều khó khăn.
Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số cấu trúc vải dệt kim
đến độ rủ của nó” được tiến hành nhằm khảo sát ảnh hưởng của các thông số công
nghệ tới độ ổn định kích thước vải đan ngang với mong muốn đóng góp cơ sở lý
-
Xác định giải giá trị sử dụng thông thường, mức độ trung tâm và các giá trị
biên của hai thông số cấu trúc vải là độ dài 100 vòng sợi và khối lượng g/m2
vải
-
Thiết kế 9 phương án thực nghiệm sản xuất mẫu vải dệt kim theo hai thông
số cấu trúc vải là độ dài 100 vòng sợi và khối lượng g/m2 vải
-
Xác định hệ số độ rủ của 9 mẫu vải thực nghiệm
-
Xác định hàm số hồi quy thực nghiệm chỉ rõ ảnh hưởng đồng thời của hai
thông số cấu trúc vải dệt kim tới dộ rủ vải
-
Xác định 2 thông số cấu trúc vải tối ưu trong giải giá trị sản xuất thông dụng
trên quan điểm độ rủ cao nhất
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận
Trong chương này, các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của Luận
văn sẽ được trình bày và được giải thích dựa trên cơ sở khoa học, đồng thời bàn luận
và so sánh với kết quả của các công trình nghiên cứu mà phần Tổng quan đã đưa ra.
Bùi Huy Tùng
-3-
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
Chiều dài vòng sợi l được tính theo công thức:
l = chiều dài cung kim + 2 lần chiều dài trụ vòng + chiều dài cung platin
Hàng vòng là một hàng các vòng sợi liên kết theo chiều ngang, được tạo ra bởi
các kim kề nhau trong cùng một chu kỳ tạo vòng.
Cột vòng là một cột theo chiều dọc các vòng sợi được lồng với nhau, thường do
cùng một kim tạo ra qua các chu kỳ tạo vòng liên tiếp.
Rappo kiểu dệt là số hàng vòng ít nhất (rappo dọc, ký hiệu Rd) hoặc số cột vòng
ít nhất (rappo ngang, ký hiệu Rn) mà sau đó trật tự sắp xếp các phần tử cơ bản của kiểu
dệt được lặp lại.
Mật độ ngang là số cột vòng trên một đơn vị chiều dài tính theo chiều ngang của
vải. Nếu đơn vị chiều dài là 100mm, mật độ ngang thường được ký hiệu là Pn (cột
vòng/100mm); nếu đơn vị chiều dài là 1 inch, mật độ ngang thường được ký hiệu là
wpi (wales per inch - cột vòng/inch).
Mật độ dọc là số hàng vòng trên một đơn vị chiều dài tính theo chiều dọc của
vải. Nếu đơn vị chiều dài là 100mm, mật độ dọc thường được ký hiệu là Pd (hàng
vòng/100mm); nếu đơn vị chiều dài là 1 inch, mật độ dọc thường được ký hiệu là cpi
(courses per inch - hàng vòng/inch).
Mô đun vòng sợi (ký hiệu là σ) là tỷ số giữa chiều dài vòng sợi và đường kính sợi.
Hệ số tương quan mật độ là tỷ số giữa mật độ ngang và mật độ dọc của vải dệt kim.
Các vòng sợi trong một hàng vòng
được tạo thành nối tiếp nhau trong quá
trình dệt
Mỗi hàng vòng được tạo thành từ một
Tất cả các vòng sợi của một hàng vòng
được tạo thành đồng loạt.
Căn cứ theo thiết bị dệt, vải dệt kim được phân thành hai nhóm:
Vải đơn: là các loại vải dệt kim được dệt trên máy một giường kim, có hai mặt
vải khác nhau, thường có tên gọi khác là vải một mặt phải.
Hình 1.5: Vải dệt kim đan ngang đơn (Single)
Bùi Huy Tùng
-5-
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
Các loại vải được dệt trên máy hai giường kim, gọi là vải kép. Vải kép có ngoại
quan hai mặt vải tương tự nhau. Vải mà hai mặt có ngoại quan tương tự mặt phải của
vải đơn là vải hai mặt phải. Vải mà hai mặt có ngoại quan tương tự mặt trái của vải đơn
Sản phẩm dệt kim thường dùng trong may mặc và số ít dùng trong kỹ thuật.
Hàng may mặc gồm năm loại mặt hàng chính là: hàng mặc lót; hàng mặc ngoài; bít tất;
găng tay và bao tay; khăn, mũ, sản phẩm trang trí. Mỗi mặt hàng lại chia thành nhiều
nhóm sản phẩm, tùy theo nguyên liệu dệt, công dụng của sản phẩm, đối tượng sử dụng,
kiểu cách và kích thước sản phẩm, cấu tạo vải và màu sắc, v.v..
Dưới đây là một số hình ảnh minh hoạ cho ứng dụng của vải dệt kim trên sản
phẩm may ở Việt Nam:
Bùi Huy Tùng
-7-
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
Hình 1.7: Hình ảnh minh họa sản phẩm dệt kim
Bùi Huy Tùng
-8-
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
-9-
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
Do đặc điểm cấu tạo như trên, vải dệt kim có cấu trúc kém chặt chẽ hơn vải dệt
thoi, cũng vì vậy, vải dệt kim xốp, mềm, đàn hồi, co giãn và thoáng khí hơn so với vải
dệt thoi. Tuy nhiên cũng vì cấu trúc kém chặt chẽ, vải và sản phẩm dệt kim có nhược
điểm lớn là kém ổn định kích thước và rất dễ bị biến dạng.
1.1.3. Các loại vải và sản phẩm dệt kim ở Việt Nam
Việt Nam sản xuất cả vải đan ngang và đan dọc trong đó, vải đan dọc kém phổ
biến hơn với mặt hàng chủ yếu là màn tuyn. Vải đan ngang thường được dùng để cắt
may các mặt hàng mặc lót và mặc ngoài.
Vải dệt kim đan ngang có ba loại cơ bản và hai loại dẫn xuất. Ba loại vải đan
ngang cơ bản là:
- Vải một mặt phải còn có tên gọi là vải Single;
- Vải hai mặt phải còn có tên gọi là vải Rib;
- Vải hai mặt trái.
Và hai loại vải đan ngang dẫn xuất là:
- Dẫn xuất của vải một mặt phải.
- Dẫn xuất của vải hai mặt phải còn có tên gọi là vải Interlock.
Trong số các loại vải đan ngang nước ta sản xuất, phổ biến hơn cả là vải Single,
vải Rib và vải Interlock. Loại sợi dệt thường dùng là sợi bông.
1.1.3.1. Vải Single
Trên vải, mỗi hàng vòng do một sợi tạo thành, lần lượt có một số vòng phải rồi
lại đến một số vòng trái cứ thế xen kẽ nhau. Tương ứng, cứ một số cột vòng phải lại
đến một số cột vòng trái cứ thế xen kẽ nhau.
Các cột vòng phải và trái không cùng nằm trên cùng một mặt phẳng. Cung
platin tại chỗ nối vòng phải với vòng trái bị uốn từ mặt này sang mặt kia của vải, làm
cho sợi bị xoắn. Nội lực đàn hồi của sợi làm các cung platin nối vòng phải và vòng trái
Bùi Huy Tùng
- 11 -
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
có xu hướng quay, nằm trên các mặt phẳng vuông góc với mặt vải, làm cho các cột
vòng khác loại dồn sát lại với nhau, mặt trái của các vòng sợi quay vào trong, chỉ có
các mặt phải của vòng sợi quay ra ngoài. Do đó trên cả hai mặt vải ta chỉ nhìn thấy các
cột vòng phải. Đó chính là lý do người ta gọi loại vải này là vải hai mặt phải.
Vải Rib được ký hiệu là Rib (a + b); Rib a:b hoặc Rib a b. Trong đó a và b lần
lượt là số cột phải và số cột trái trên mặt vải (được quy ước là mặt phải) trong phạm vi
một Rappo kiểu dệt.
Vải Rib thường được ứng dụng trong các mặt hàng mặc ngoài (quần áo thời
trang, quần áo thể thao).
1.1.3.3. Vải Interlock
Hình 1.11: Hình vẽ cấu trúc vải Interlock 1x1
Đặc trưng kéo giãn
Kéo giãn nửa chu trình phá huỷ mẫu cho phép xác định độ bền đứt (Pđ), độ giãn
của vải và đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo đứt và độ giãn của băng vải.
1)
2)
3)
4)
5)
Hình 1.12: Các dạng mẫu và cách kẹp
Từ đó có thể xác định được độ bền đứt của vải (Pđ). Độ bền đứt của vải so với
độ bền đứt của 1 sợi vải nhân với số sợi trong vải thì độ bền đứt của băng vải là lớn
hơn. Mức độ lớn hơn này gọi là hệ số tăng bền của sợi trong vải và phụ thuộc rất nhiều
vào kiểu dệt vải.
Bùi Huy Tùng
- 13 -
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
- 14 -
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
d: biến dạng dẻo (%)
tp: biến dạng toàn phần (%).
ldhn , ldhc , l d : là các thành phần biến dạng đàn hồi nhanh,
đàn hồi chậm và biến dạng dẻo.
Lo: chiều dài mẫu thử.
Hay biến dạng toàn phần có thể tính theo công thức:
tp
Lc Lo
x100(%)
Lo
Trong đó: Lc: chiều dài mẫu sau khi bị biến dạng.
Kéo giãn nhiều chu trình cho phép xác định số chu kỳ vật liệu chịu đựng được
cho đến khi bị phá huỷ. Đó chính là độ bền mỏi của vật liệu.
Đặc trưng trượt
Ngoài hướng dọc và hướng ngang, người ta còn thử kéo băng vải theo hướng
chéo để mô phỏng các chi tiết quần áo được cắt theo các hướng đó.
Trong đó: q: khối lượng 1m2 mẫu (mg)
A: hệ số phụ thuộc độ võng tương đối f0 = f/L và được tính như sau:
3
Khi 0 < f0 ≤ 0,35 thì A 6,39 f 0 0,028 f 02 8 f 0
Khi 0,35 < f 0 ≤ 0,80 thì: A
f0
(57,23 f 03 80,37 f 02 31,75 f 0 2,16)
1 f0
Với:
f0: độ võng tương đối.
f: độ mềm uốn của mẫu.
L:chiều dài mẫu thử.
Bq được xác định theo hướng sợi dọc và ngang.
Đặc trưng nén
Biến dạng nén xuất hiện khi vải chịu lực tác dụng theo phương vuông góc với
bề mặt vải.
Độ bền nén thủng vải được xác định qua thí nghiệm nén thủng vải dùng khí nén
của Martens [1]: dùng mẫu vải hình tròn kẹp cùng một màng cao su mỏng bên dưới để
đảm bảo khí nén không lọt qua khe vải. Ở giữa màng cao su có một lỗ nhỏ đậy kín bên
trên bằng một miếng cao su tròn nhỏ khác. Sau khi ép màng cao su làm mẫu phồng to
cho đến khi bị rách, không khí sẽ thoát qua lỗ nhỏ ra ngoài. Tại thời điểm mẫu bị phá
huỷ người ta đo được áp suất phá hủy mẫu n và chiều cao f của đới cầu tạo bởi màng
cao su và vải.
Bùi Huy Tùng
- 16 -
tiếp tuyến được chia thành 4 nhóm theo đặc điểm trượt của bề mặt.
Nhóm 1: Sử dụng phương pháp mặt phẳng nghiêng cho các bề mặt trượt theo 1
chiều. Đặt con trượt có bọc vật liệu thử lên trên mặt phẳng ngang. Khi mặt phẳng
nghiêng thì con trượt sẽ bị trượt, ta xác định được góc từ đó tính được hệ số cản tiếp
tuyến f = tg; với kích thước của bề mặt con trượt là 50 x 50 mm và khối lượng kể cả
vải là 220g. Có thể thử vải theo cả hai hướng dọc và ngang.
Nhóm 2: Dùng một đĩa nằm ngang có thể quay với nhiều vận tốc khác nhau.
Trên đĩa đặt con trượt bọc vật liệu và từ đây ta cũng có thể xác định được hệ số cản
tiếp tuyến.
Nhóm 3: Mẫu được gắn ở khung, khung được ép vào vành đĩa có bọc vật liệu.
Quay đĩa đến khi vành trượt ra khỏi khung, xích tải trọng lượng gắn liền với khung sẽ
cho biết lực cản tiếp tuyến.
Bùi Huy Tùng
- 17 -
Ngành CN vật liệu Dệt - May
Luận văn cao học
Khoá 2009 - 2011
Nhóm 4: Cho băng vải vòng quanh một cái đĩa có thể quay được. Một đầu băng
vải được lò xo giữ, đầu kia gắn vào quả nặng. Có thể xác định lực ở giữa hai nhánh của
băng vải và theo công thức Euler tính hệ số cản tiếp tuyến một cách gần đúng.
Ảnh hưởng của các đặc trưng cơ học đến sản phẩm may
So với xơ, sợi, vải có cấu trúc phức tạp hơn khi phải qua nhiều quá trình gia
công để trở thành những sản phẩm đa dạng. Các đặc trưng cơ học vải ảnh hưởng nhiều
Copyright: Tài liệu đại học ©